2021北师大万宁附中高三下学期5月底模拟考试物理试题含答案

北师大万宁附中2021年高考5月底模拟考试

物理试题

（考试时间90分钟  满分100分 ）

一、单项选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，8题共24分）

1. 当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时

A.锌板带负电       B.有正离子从锌板逸出

C.有电子从锌板逸出   D.锌板会吸附空气中的正离子

2.用一轻绳将小球P悬挂在光滑的墙壁上，现收绳使球缓慢上升，则下列相关说法正确的是

A．小球P受到4个力作用     

B．绳子对球的拉力变小

C．墙壁对P的支持力变小

D．绳子对球的拉力和墙壁对P的支持力合力不变

3. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20：1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想表）的示数分别是

A．120V，0.10A    B．240V，0.025A 

C．120V，0.005A    D．240V，0.05A

4.如图所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为E和r，当闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说法正确的是

A．电流表的示数变大，电压表的示数变大      

B．电流表的示数变大，电压表的示数变小

C．电流表的示数变小，电压表的示数变小   

D．电流表的示数变小，电压表的示数变大

5.如图，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态B，则

A、气体的温度不变           

B、气体的内能增加

  C、气体分子的平均速率减少

  D、气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变   

6.如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向

A.向左          B.向右

C.垂直纸面向外       D.垂直纸面向里

7. 2012年我国宣布北斗导航系统正式商业运行．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中正确的是

A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为

B．卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为

C．卫星l向后喷气就一定能碰撞卫星2

D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功

8. 质量为ma＝1kg，mb＝2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移—时间图象如图所示，则可知碰撞属于

A．弹性碰撞           B．非弹性碰撞

C．完全非弹性碰撞     D．条件不足，不能确定

二、多项选择题（每题有2个或3个正确答案，每题4分，错选0分，漏选2分，5题共20分）

9. 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则

A.此刻a的加速度最大

B.此刻b的速度最小

C.若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动

D.若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置

10.如图，两电荷量分别为Q（Q＞0）和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是

A.b点的电势为零，电场强度也为零

B.正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右

C.将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功

D.将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大

11. 如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱

A．运动周期为       B．线速度的大小为ωR

C．受摩天轮作用力的大小始终为mg

D．所受合力的大小始终为mω2R

12．如图所示，倾角为θ的斜面体放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑．支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后，悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ，斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是

A．斜面光滑

B．斜面粗糙

C．达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向左

D．达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向右

13..如图，虚线MN的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两电荷量相同的粒子P、Q从磁场边界的M点先后射入磁场，在纸面内运动。射入磁场时，P的速度垂直于磁场边界，Q的速度与磁场边界的夹角为45°。已知两粒子均从N点射出磁场，且在磁场中运动的时间相同，则

A. P和Q的质量之比为1：2 B. P和Q的质量之比为

C. P和Q速度大小之比为 D. P和Q速度大小之比为2：1

三．实验题（每空2分，共18分）

14．（1）学习小组的同学在实验室用如图所示的装置研究单摆的运动。将单摆挂在力传感器的下端，通过计算机来记录力传感器测定单摆摆动过程中摆线受到拉力大小的变化情况，以及单摆摆动的时间。实验过程中，保持单摆的最大摆角小于。

 ①实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径________；

②实验测得摆长为L，传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，则重力加速度的表达式为：__________（用题目中物理量的字母表示）。

（2）在利用图所示装置进行杨氏双缝干涉实验时，用波长的红光照射双缝和，若屏上P点距双缝的路程差为，则P点将出现_______（选填“亮条纹”或“暗条纹”）；现改用紫光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________（选填“变宽”“变窄”或“不变”）。

15．⑴某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出Rx的阻值约为18Ω左右．为了进一步精确测量该电阻，实验台上有以下器材：

A．电流表(量程15mA，内阻未知)

B．电流表(量程0.6A，内阻未知)

C．电阻箱(0～99.99Ω)

D．电阻箱(0～999.9Ω)

E.电源(电动势约3V，内阻约1Ω)

F.单刀单掷开关2只

G.导线若干

甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验：

a.先将电阻箱阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节电阻箱阻值，使电阻箱有合适的阻值R1，此时电流表指针有较大的偏转且示数为I；

b.保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表的示数仍为I．

①根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择_______，电阻箱应选择_______  （选填器材前的字母）

②根据实验步骤可知，待测电阻Rx=  ____________________（用步骤中所测得的物理量表示）．

⑵同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻．若已知所选电流表的内阻RA=2.0Ω，闭合开关S2，调节电阻箱R，读出多组电阻值R和电流I的数据；由实验数据绘出的-R图象如图乙所示，由此可求得电源电动势E=________ V，内阻r= ____ Ω．(计算结果保留两位有效数字)

四、计算题（16题10分，17题12分，18题16分，共计38分）

16．(10分)如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R的四分之一的圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点．

(1)画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图；

(2)求该棱镜的折射率n；

(3)求光线在该棱镜中传播的速度大小v(已知光在空气中的传播速度c＝3.0×108 m/s)．

17. (12分)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．一质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳

热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：

(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；

(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；

(3)外力做的功WF.

18.（16分） 如图所示，倾角的光滑固定斜面上放有三个质量均为的物块（均可视为质点），固定，与斜面底端处的挡板接触，与通过轻弹簧相连且均处于静止状态，间的距离为。现由静止释放，一段时间后与发生碰撞，重力加速度大小为，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。（与始终未接触，弹簧始终在弹性限度内）

(1)求与碰撞前瞬间的速度大小；

(2)若的碰撞为弹性碰撞，碰撞后立即撤去，且沿斜面向下运动到速度为零时，弹簧的弹性势能增量为，求沿斜面向下运动的最大距离；

(3)若下滑后与碰撞并粘在一起，且刚好要离开挡板时，的总动能为，求弹簧的劲度系数。

物理答案

一、单项选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，8题共24分）

1.C

2.D

3.D

4.D

5.B

6.B

7.A

8.A

二、多项选择题（每题有2个或3个正确答案，每题4分，错选0分，漏选2分，5题共20分）

9.AC

10.BC

11.BD

12．AC

13.AC

三．实验题（每空2分，共18分）

14．（1）学习小组的同学在实验室用如图所示的装置研究单摆的运动。将单摆挂在力传感器的下端，通过计算机来记录力传感器测定单摆摆动过程中摆线受到拉力大小的变化情况，以及单摆摆动的时间。实验过程中，保持单摆的最大摆角小于。

 ①实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径__14.50______；

②实验测得摆长为L，传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，则重力加速度的表达式为：__________（用题目中物理量的字母表示）。

（2）在利用图所示装置进行杨氏双缝干涉实验时，用波长的红光照射双缝和，若屏上P点距双缝的路程差为，则P点将出现__亮条纹_____（选填“亮条纹”或“暗条纹”）；现改用紫光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将____变窄 ____（选填“变宽”“变窄”或“不变”）。

15．⑴某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出Rx的阻值约为18Ω左右．为了进一步精确测量该电阻，实验台上有以下器材：

A．电流表(量程15mA，内阻未知)

B．电流表(量程0.6A，内阻未知)

C．电阻箱(0～99.99Ω)

D．电阻箱(0～999.9Ω)

E.电源(电动势约3V，内阻约1Ω)

F.单刀单掷开关2只

G.导线若干

甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验：

a.先将电阻箱阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节电阻箱阻值，使电阻箱有合适的阻值R1，此时电流表指针有较大的偏转且示数为I；

b.保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值为R2，使电流表的示数仍为I．

①根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择___A____，电阻箱应选择__D_____  （选填器材前的字母）

②根据实验步骤可知，待测电阻Rx=  __ __________________（用步骤中所测得的物理量表示）．

⑵同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻．若已知所选电流表的内阻RA=2.0Ω，闭合开关S2，调节电阻箱R，读出多组电阻值R和电流I的数据；由实验数据绘出的-R图象如图乙所示，由此可求得电源电动势E=__3.2______ V，内阻r= _2.0___ Ω．(计算结果保留两位有效数字)

四、计算题（16题10分，17题12分，18题16分，共计38分）

16．

(1)如图所示．

(2)光线在BC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C，sin C＝，cos C＝.

光线在AB界面上发生折射，折射角θ2＝90°－C，由几何关系得sin θ2＝cos C.

由折射定律得n＝，解得n＝.

(3)光线在该棱镜中传播的速度大小

v＝＝×108 m/s.

17.

【解析】(1)设金属棒匀加速运动的时间为Δt，回路的磁通量变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得：

E＝                                                              ①

其中ΔΦ＝Blx ②(1分)

设回路中的平均电流为I，由闭合电路的欧姆定律得

I＝ ③(1分)

则通过电阻R的电荷量为

q＝IΔt ④(1分)

联立①②③④式，得q＝ (1分)

代入数据得q＝4.5 C． (1分)

(2)设撤去外力时棒的速度为v，对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得

v2＝2ax ⑤(1分)

设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W，由动能定理得

W＝0－mv2 ⑥(1分)

撤去外力后回路中产生的焦耳热

Q2＝－W ⑦(1分)

联立⑤⑥⑦式，代入数据得

Q2＝1.8 J． ⑧(1分)

(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1，可得Q1＝3.6 J

 ⑨(1分)

在棒运动的整个过程中，由功能关系可知

WF＝Q1＋Q2 (1分)

由⑧⑨⑩式得WF＝5.4 J．

18.(1)根据机械能守恒定律

解得

(2)设碰撞后瞬间的速度大小分别为，根据动量守恒定律

由能量关系

解得

碰撞后，对沿斜面向下压缩弹簧至速度为零的过程，根据能量关系

解得

(3)碰撞前，弹簧的压缩量

设碰撞后瞬间的共同速度大小为，则

解得

当恰好要离开挡板时，弹簧的伸长量为

可见，在开始沿斜面向下运动到刚好要离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能改变量为零，根据机械能守恒定律

解得